왜 아치형은 힘을 잘 견디게 만들어졌나요?

Question

다리가 보면 그냥 직선으로 올곧게 만들어 진것도 있고 아치형으로 둥글게 만들어진것도 있는데 큰다리들도 보면 약간씩 아치형으로 만들었더라구요 이렇게 만드는 과학적인 근거는 뭔가요?

Answer 1

안녕하세요. 정성목 과학전문가입니다.

아치형의 구조가 힘을 잘 견디게 만들어졌는 것은 그것의 구조적 특징 때문입니다. 아치형은 중앙에서 끝단으로 급격하게 줄어드는 모양을 가지고 있어, 이 구조는 힘이 중앙으로 적중하면 힘이 끝단으로 퍼져 나가는 것을 막아줍니다.

또한, 아치형의 끝단은 넓고 평평한 면을 가지고 있어 힘이 적중할 때 높은 면적을 가지고 있어 힘을 견디기 쉽게 만들어져 있습니다.

아치형의 구조는 건축물, 교량, 타워 등에서 많이 사용되며, 힘을 잘 견디게 만들어져 안정성이 높은 구조를 만들 수 있기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

아치 구조의 원리를 간단히 설명 해 보면, 구조물 위에서 누르는 힘 (수직압력)이 아치의 축선을 따라 좌,우로 나누어 분산되는데 이때 양 옆으로 힘이 분산되는 이유는 마찰력을 통해 옆의 부재로 힘이 밀려나기 때문입니다.